弱耦合算法的实现及其应用 被引量：21

1

作者 王彬 杨庆山 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期48-52,59,共6页

介绍了一种求解流固耦合问题更有效的方式即弱耦合技术,将计算结构动力学(CSD)和计算流体动力学(CFD)联合起来。CSD通过计算结构位移用来指定流体域的固体边界范围,而CFD计算用来定义作用在CSD上的荷载。荷载和位移的传递分别采用守恒... 介绍了一种求解流固耦合问题更有效的方式即弱耦合技术,将计算结构动力学(CSD)和计算流体动力学(CFD)联合起来。CSD通过计算结构位移用来指定流体域的固体边界范围,而CFD计算用来定义作用在CSD上的荷载。荷载和位移的传递分别采用守恒和非守恒插值方法,详细介绍了其插值的实现过程。这种流固耦合算法是一种对整个问题进行离散化后,采用迭代求解方法的处理复杂的流固耦合问题的数值模拟方法。最后通过对一轻柔膜结构和风荷载的流固耦合问题的求解,表明了这种方法通过耦合CFD和CSD程序,提供了一种便利的、有效的耦合问题求解方法。 展开更多

关键词 流固耦合 弱耦合 计算结构动力学 计算流体动力学 插值方法

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圆柱两自由度涡激振动的数值模拟研究 被引量：16

2

作者 方平治 顾明 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期295-298,共4页

利用自编制的基于松耦合方法的求解气动弹性问题的数值模拟程序,计算了在低雷诺数Re=100条件下圆柱的两自由度涡激振动,涡激振动系统的折减阻尼比M*ξ=0.020 8.结果表明,随着折减风速的增加,振动系统依次经历以流向涡激振动和以横向涡... 利用自编制的基于松耦合方法的求解气动弹性问题的数值模拟程序,计算了在低雷诺数Re=100条件下圆柱的两自由度涡激振动,涡激振动系统的折减阻尼比M*ξ=0.020 8.结果表明,随着折减风速的增加,振动系统依次经历以流向涡激振动和以横向涡激振动为主导的两个锁定区域.结合笔者以前关于圆柱单自由度横向涡激振动的研究工作,考察了流向自由度对横向涡激振动的影响.结果表明,在低雷诺数和低折减阻尼条件下,流向自由度对横向自由度的涡激振动基本没有影响,从而验证了已有的基于实验研究的结论. 展开更多

关键词 松耦合方法 涡激振动 气动弹性

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高雷诺数条件下二维方柱涡激振动的数值模拟 被引量：13

3

作者 方平治 顾明 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期161-165,共5页

利用作者编制的基于松耦合方法的求解气动弹性问题的数值模拟程序,计算了二维方柱在高雷诺数条件下,的横向涡激振动.结果表明:随着折减风速的增加,在特定折减风速条件下,方柱的涡激振动出现锁定现象;由于方柱的自然振动频率和涡激振动... 利用作者编制的基于松耦合方法的求解气动弹性问题的数值模拟程序,计算了二维方柱在高雷诺数条件下,的横向涡激振动.结果表明:随着折减风速的增加,在特定折减风速条件下,方柱的涡激振动出现锁定现象;由于方柱的自然振动频率和涡激振动系统的旋涡脱落频率的相互作用,涡激振动出现拍的现象;随着折减风速的增加,涡激振动系统的旋涡脱落模式从异相2S(2-single)变化到同相2S,即相位转换现象.该文还将计算结果和文献中的计算结果进行了比较和评价. 展开更多

关键词 气动弹性问题 松耦合方法 涡激振动 锁定现象 方柱

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一种带电磁屏蔽的绕组混合绕制非接触变压器 被引量：8

4

作者 侯佳 陈乾宏 任小永 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第18期91-96,共6页

非接触变压器的耦合系数是影响感应式无线电能传输系统效率的关键因素。为提高非接触变压器的耦合系数,同时尽量减小其体积重量,提出由平面绕组和垂直绕组构成的绕组混合绕制的非接触变压器。然而垂直绕组的引入使得变压器外侧增加了一... 非接触变压器的耦合系数是影响感应式无线电能传输系统效率的关键因素。为提高非接触变压器的耦合系数,同时尽量减小其体积重量,提出由平面绕组和垂直绕组构成的绕组混合绕制的非接触变压器。然而垂直绕组的引入使得变压器外侧增加了一个新的漏磁路径。为抑制该漏磁,提高耦合系数,选择金属铝进行电磁屏蔽。通过磁路分析给出了屏蔽层的最佳长度公式。最后,为验证变压器有效性及优化方法正确性,制作了一个新型变压器并进行对比实验。与现有变压器相比,在10 mm气隙下,变压器耦合系数从0.523提高到0.583,尺寸从90 mm减小到73 mm。 展开更多

关键词 非接触变压器 绕制方式 参数优化 耦合系数 电磁屏蔽

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基于松耦合法的求解气动弹性问题的数值模拟方法 被引量：5

5

作者 方平治 顾明 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期888-892,共5页

通过修改流体-结构界面处流体域的边界条件并引入松耦合方法,改进了一种求解气动弹性问题的数值计算方法.该数值计算方法的网格生成、流场求解、结构求解和数据交换四个过程相互独立,因而有可能利用现有的发展比较成熟的商用网格生成器... 通过修改流体-结构界面处流体域的边界条件并引入松耦合方法,改进了一种求解气动弹性问题的数值计算方法.该数值计算方法的网格生成、流场求解、结构求解和数据交换四个过程相互独立,因而有可能利用现有的发展比较成熟的商用网格生成器、CFD(computational fluid dynamics)求解器和CSD(computational structural dynam-ics)求解器分别完成这些功能.通过对折减阻尼比为0.020 8的圆柱涡激振动问题在雷诺数为100条件下的计算结果进行分析,表明该方法是可行的. 展开更多

关键词 气动弹性 涡激振动 松耦合方法 圆柱

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非接触式电能传输系统中疏松耦合变压器电感参数的计算分析 被引量：6

6

作者 陈珂睿 王泽忠 +4 位作者 罗大海 潘晓彤 闫磊 赵莉莉 郭若颖 《电测与仪表》 北大核心 2014年第2期67-71,共5页

研究了非接触式电能传输系统中疏松耦合变压器的电感参数。建立了一种疏松耦合变压器模型,通过求解有限元磁场方程,采用能量增量法和能量法计算电感参数;同时,利用实验的方法获取不同气隙下疏松耦合变压器的自感和互感。通过将计算结果... 研究了非接触式电能传输系统中疏松耦合变压器的电感参数。建立了一种疏松耦合变压器模型,通过求解有限元磁场方程,采用能量增量法和能量法计算电感参数;同时,利用实验的方法获取不同气隙下疏松耦合变压器的自感和互感。通过将计算结果与实验数据对比,分析基于能量增量法和能量法计算电感的准确性和合理性。在不同气隙宽度下,研究疏松耦合变压器励磁非线性受到的影响,考察不同方法计算电感参数的误差和适用性,通过分析得到计算电感参数的有效方法,为进一步开展疏松耦合变压器励磁特性研究奠定基础。 展开更多

关键词 非接触式电能传输系统 疏松耦合变压器 电感参数计算 能量法 能量增量法

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两自由度椭圆柱体涡激振动的数值模拟 被引量：4

7

作者 方平治 杜明侠 顾明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期51-55,共5页

利用作者编制的基于松耦合方法求解气动弹性问题的程序,对高雷诺数条件下椭圆柱体的涡激振动进行了数值模拟。椭圆柱体的长短轴比接近2,来流和长轴垂直。数值结果表明:尽管椭圆柱体在横向和流向的动力参数不同,结构振动仍以横向振动为主... 利用作者编制的基于松耦合方法求解气动弹性问题的程序,对高雷诺数条件下椭圆柱体的涡激振动进行了数值模拟。椭圆柱体的长短轴比接近2,来流和长轴垂直。数值结果表明:尽管椭圆柱体在横向和流向的动力参数不同,结构振动仍以横向振动为主;和圆柱以及方柱一样,两自由度椭圆柱体的涡激振动同样存在流向锁定和横向锁定,并且随着折减风速的增大,旋涡脱落模式从异相2S变化为同相2S。 展开更多

关键词 松耦合方法 涡激振动 椭圆柱体

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二维流场、热结构松耦合模拟研究 被引量：5

8

作者 李欣 张剑飞 +1 位作者 何雅玲 陶文铨 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期87-90,共4页

本文针对轴对称型飞行器前缘部位,采用松耦合方法,开展了二维高超声速流固界面的热耦合计算。满足非稳态N-S方程的外部流场和内部非稳态热传导均采用商用软件FLUENT进行计算。通过对相同时刻,不同松耦合推进时间步长引起的壁面热流密度... 本文针对轴对称型飞行器前缘部位,采用松耦合方法,开展了二维高超声速流固界面的热耦合计算。满足非稳态N-S方程的外部流场和内部非稳态热传导均采用商用软件FLUENT进行计算。通过对相同时刻,不同松耦合推进时间步长引起的壁面热流密度、壁面温度、表面传热系数的差异对比,得出了松耦合推进时间对以上参数的影响规律,这对有效实施松耦合方法进行高超声速飞行器模拟具有积极意义。 展开更多

关键词 高超声速 N-S方程 松耦合 数值模拟

原文传递

轴式松耦合变压器的热行为特性及影响因素 被引量：4

9

作者 赵蒙蒙 李岩松 +1 位作者 丰江波 刘君 《电测与仪表》 北大核心 2019年第7期22-29,共8页

松耦合变压器作为感应耦合式无线电能传输技术的核心部件,在电能传输过程中产生的热效应会使其温度迅速上升,从而影响其电气性能和使用寿命。针对轴式松耦合变压器的运行特点,研究了松耦合变压器内部温度的分布特征及其热行为的多个影... 松耦合变压器作为感应耦合式无线电能传输技术的核心部件,在电能传输过程中产生的热效应会使其温度迅速上升,从而影响其电气性能和使用寿命。针对轴式松耦合变压器的运行特点,研究了松耦合变压器内部温度的分布特征及其热行为的多个影响因素。首先建立了松耦合变压器基于互感结构的电路模型与磁场模型,而后建立了松耦合变压器的热模型,对其产热、散热过程进行分析,并在此基础上实现了基于有限元分析的电磁场-热场耦合;最后根据耦合结果对轴式松耦合变压器内部温度分布进行了分析,并研究了其稳定温升的影响因素。 展开更多

关键词 松耦合变压器 电磁场-热场耦合 有限元法 温度分布 影响因素

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考虑边缘磁通的LCT新型六电容频域解析模型

10

作者 金平 张佳鑫 周天睿 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期40-49,共10页

基于有限元的松耦合变压器(LCT)设计往往只能考虑电场或磁场效应,存在计算复杂、耗时,不能得到参数间较为直观的物理关系,以及不能进行频域设计等问题;为此以相邻式磁罐变压器为例,在考虑气隙边缘磁通效应的基础上,提出了一种新型六电... 基于有限元的松耦合变压器(LCT)设计往往只能考虑电场或磁场效应,存在计算复杂、耗时,不能得到参数间较为直观的物理关系,以及不能进行频域设计等问题;为此以相邻式磁罐变压器为例,在考虑气隙边缘磁通效应的基础上,提出了一种新型六电容频域解析模型。采用磁路法和静电能量等效法分别计算了互感、漏感和分布电容参数,采用回路电流法建立了频域模型,然后采用频域分析法,对比研究了不同分布参数模型的传输特性。最后,通过有限元方法验证了考虑边缘磁通效应的电感模型的准确性,仿真和实验结果表明了本文松耦合变压器分布电容模型解析计算的正确性,同时相较于其他现有模型,提出了从频域角度分析的LCT六电容模型,并获得了比现有方法准确性更高的计算模型。 展开更多

关键词 松耦合变压器 边缘磁通效应 解析法 分布电容 频域模型 传输特性

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典型2维柱体涡激振动的数值模拟研究 被引量：2

11

作者 方平治 顾明 谈建国 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期862-866,共5页

利用作者编制的基于松耦合方法的求解气动弹性问题的程序,对圆柱和方柱等典型2维柱体的涡激振动进行了数值模拟.计算结果表明:2维柱体的涡激振动存在2个锁定状态,即低折减风速条件下的流向锁定和高折减风速条件下的横向锁定;随着折减风... 利用作者编制的基于松耦合方法的求解气动弹性问题的程序,对圆柱和方柱等典型2维柱体的涡激振动进行了数值模拟.计算结果表明:2维柱体的涡激振动存在2个锁定状态,即低折减风速条件下的流向锁定和高折减风速条件下的横向锁定;随着折减风速的增大,2维柱体的旋涡脱落模式从异向2S(2-single)变化到同向2S;伴随着旋涡脱落模式的转变,气动力和位移之间的相位差出现0→π的剧烈变化,即相位转换现象;通过对相位转换现象进行分析,给出了涡激振动是限幅振动的机理解释. 展开更多

关键词 涡激振动 松耦合方法 相位转换

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土-地下结构相互作用的三维弱耦合有效应力分析法

12

作者 赵凯 夏高旭 +3 位作者 王彦臻 赵丁凤 庄海洋 陈国兴 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期861-869,I0005,I0006,共11页

地震波传播至土-结构接触界面时会发生反射与透射现象,结构周围土体处于往复剪应力和正应力差耦合的三维循环剪切状态。采用三维等效剪应变算法和加卸载判据将一维Davidenkov非线性滞回模型与剪切-体积应变耦合的孔压增量模型拓展至三... 地震波传播至土-结构接触界面时会发生反射与透射现象,结构周围土体处于往复剪应力和正应力差耦合的三维循环剪切状态。采用三维等效剪应变算法和加卸载判据将一维Davidenkov非线性滞回模型与剪切-体积应变耦合的孔压增量模型拓展至三维应力空间。考虑循环加载过程中土骨架循环刚度退化与超静孔隙水压力增长的耦合关系,建立了三维应力空间中的弱耦合有效应力分析法。基于ABAQUS显式求解器,实现了该有效应力算法,可应用于大型三维可液化场地中的土-地下结构体系非线性地震反应分析。针对已完成可液化场地三层三跨地铁车站结构试验开展数值模拟,结果表明:超静孔隙水压力的累积导致土的性状变化显著影响土-地下结构动力相互作用,数值模拟得到的土-结构接触界面能量聚焦时刻以及该时刻对应的瞬时卓越频率与振动台试验结果均吻合较好,提出的三维弱耦合有效应力法能较为理想地反映振动台试验中土-地下结构动力相互作用特性。土骨架有效应力水平显著影响超孔压比的发展规律,振动台不完备的密度相似比设计会造成模型结构周围地基土与原型的超孔压比分布规律存在差异。 展开更多

关键词 可液化场地 土-结构动力相互作用 弱耦合有效应力分析法 振动台试验

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BP神经网络辅助的缓变故障双阈值检测法 被引量：10

13

作者 赵修斌 高超 +2 位作者 庞春雷 张闯 王勇 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1384-1390,共7页

针对传统χ~2检测法对惯性/卫星组合导航缓变故障检测效率不高的问题,提出一种基于BP神经网络辅助的缓变故障双阈值检测法.基于BP神经网络建立位置与速度子预测器,实现对卫星导航量测数据的预测,在此基础上根据预测精度提出双阈值的低... 针对传统χ~2检测法对惯性/卫星组合导航缓变故障检测效率不高的问题,提出一种基于BP神经网络辅助的缓变故障双阈值检测法.基于BP神经网络建立位置与速度子预测器,实现对卫星导航量测数据的预测,在此基础上根据预测精度提出双阈值的低检测门限,辅助残差χ~2检测法进行故障检测与系统重构.仿真结果表明,对于缓变故障,所提出方法能有效提高故障期间滤波精度、降低漏警率以及组合导航的可靠性. 展开更多

关键词 松组合导航 故障诊断 分量检测法 BP神经网络 双阈值

原文传递

面向退化环境的多传感器融合SLAM方法的研究

14

作者 孙昊 吕潇 +3 位作者 刘鹏 张元清 朱铭 甄文昊 《有色金属（矿山部分）》 2023年第4期1-6,共6页

准确的定位和地图信息是实现井下铲运机自主导航行驶的关键。然而,对于井下环境,颠簸和湿滑的路面使编码器里程计提供的信息偏差大,没有显著特征的长巷道即感知退化的环境使雷达等传感器的位姿估计容易产生漂移,获得准确的位置和地图信... 准确的定位和地图信息是实现井下铲运机自主导航行驶的关键。然而,对于井下环境,颠簸和湿滑的路面使编码器里程计提供的信息偏差大,没有显著特征的长巷道即感知退化的环境使雷达等传感器的位姿估计容易产生漂移,获得准确的位置和地图信息在井下环境仍具有挑战性。为实现这一目标,创新地采用松耦合框架和监督算法结合,提出了一种面向退化环境的多传感器融合SLAM(同时定位和建图)方法。此方法使用激光雷达和IMU(惯性测量单元),通过卡尔曼滤波器对IMU的高频数据和激光雷达低速姿态估计进行融合,从而提供更为准确的定位估计。此外,此系统可以自我评估退化环境,当评估到系统进入退化环境时,忽略激光雷达的位姿估计从而减少漂移。通过在井下环境中对此系统进行测试,并与其他主流方法进行对比,证明了系统的鲁棒性和高性能。 展开更多

关键词 地下铲运机 SLAM 卡尔曼滤波器 退化环境 松耦合方法 多传感器融合

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流固耦合分析的一种改进CBS有限元算法 被引量：8

15

作者 周岱 何涛 涂佳黄 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期494-504,共11页

针对流固耦合问题,发展了一种基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)描述有限元法的弱耦合分区算法.运用半隐式特征线分裂算法求解Navier-Stokes方程,在压力Poisson方程中引入质量源项以满足几何守恒律;运用子块移动技术更新动态网格,并配以光滑... 针对流固耦合问题,发展了一种基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)描述有限元法的弱耦合分区算法.运用半隐式特征线分裂算法求解Navier-Stokes方程,在压力Poisson方程中引入质量源项以满足几何守恒律;运用子块移动技术更新动态网格,并配以光滑处理防止网格质量下降;采用Newmark-β法求解结构运动方程.为保持流体-结构界面处速度和动量守恒,利用修正结合界面边界条件方法求解界面处速度通量和动量通量.运用本方法分别模拟了不同雷诺数下单圆柱横向和两向流致振动、串列双圆柱两向流致振动.计算表明,本文方法计算效率高,计算结果与已有实验和数值计算数据吻合. 展开更多

关键词 流固耦合 ALE有限元法 弱耦合分区算法 特征线分离算法 子块移动技术 结合界面边界法

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